उष्णता एक्स-चेंजर
हीट एक्सचेंजर्स म्हणजे काय?
"हीट एक्सचेंजर" हा शब्द एका यंत्राचे वर्णन करण्यासाठी वापरला जातो जे दोन मिश्रण न करता एका द्रवातून दुसर्यामध्ये उष्णता हस्तांतरित करते. यात दोन वेगळे चॅनेल किंवा मार्ग आहेत, एक गरम द्रवासाठी आणि एक थंड द्रवासाठी, जे उष्णतेची देवाणघेवाण करताना वेगळे राहतात. उष्मा एक्सचेंजरचे प्राथमिक कार्य म्हणजे कचरा उष्णतेचा वापर करून, संसाधनांचे संरक्षण करून आणि ऑपरेशनल खर्च कमी करून ऊर्जा कार्यक्षमता वाढवणे.
हीट एक्सचेंजर्सचे सामान्य प्रकार
शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स:हे व्यावसायिक HVAC प्रणालींमध्ये वापरले जाणारे उष्मा एक्सचेंजर्सचे सर्वात सामान्य प्रकार आहेत. त्यामध्ये शेलमध्ये बंद केलेल्या नळ्यांची मालिका असते. गरम द्रव नळ्यांमधून वाहतो तर शीत द्रव नळ्यांना शेलमध्ये फिरवतो, ज्यामुळे कार्यक्षम उष्णता विनिमय होऊ शकतो.
प्लेट हीट एक्सचेंजर्स:प्लेट हीट एक्सचेंजर्स मेटल प्लेट्सचा स्टॅक वापरतात ज्यामध्ये पर्यायी उंचावलेल्या आणि उदासीन भाग असतात. गरम आणि थंड द्रव प्लेट्समधील अंतरांद्वारे तयार केलेल्या वेगळ्या वाहिन्यांमधून वाहतात, मोठ्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रामुळे उष्णता हस्तांतरण वाढवते.
एअर-टू-एअर हीट एक्सचेंजर्स:हीट रिकव्हरी युनिट्स म्हणूनही ओळखले जाते, हे हीट एक्सचेंजर्स अर्क आणि पुरवठा हवा प्रवाहांमध्ये उष्णता हस्तांतरित करतात. ते शिळ्या हवेतील उष्णता काढून टाकतात आणि ताजी हवेत हस्तांतरित करतात, येणाऱ्या हवेला पूर्व-कंडिशन करून ऊर्जेचा वापर कमी करतात.
शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजरचा औद्योगिक वापर काय आहे?
रासायनिक, अन्न, तेल आणि वायू आणि इतर क्षेत्रात वापरल्या जाणाऱ्या शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजर्सचा औद्योगिक वापर व्यापक आहे. ते सामान्यतः थेट संपर्काशिवाय दोन द्रवांमध्ये उष्णता हस्तांतरित करण्यासाठी विविध उद्योगांमध्ये कार्यरत असतात. शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजर्सच्या काही प्रमुख औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
रासायनिक वनस्पतींमध्ये गरम आणि शीतकरण प्रक्रिया
रिफायनरीजमध्ये कंडेन्सिंग आणि बाष्पीभवन कर्तव्ये
वीज निर्मिती सुविधांमध्ये उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणाली
व्यावसायिक आणि निवासी इमारतींमध्ये HVAC प्रणाली
अन्न प्रक्रिया वनस्पतींमध्ये रेफ्रिजरेशन सिस्टम
तेल आणि वायू उत्पादन सुविधांमध्ये थर्मल व्यवस्थापन
एकंदरीत, शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स थर्मल कार्यक्षमता ऑप्टिमाइझ करण्यात आणि औद्योगिक प्रक्रियांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये तापमान नियंत्रण राखण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात.
शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजरचे किती प्रकार आहेत?
मूलत:, तीन मुख्य प्रकारचे शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स आहेत जे सामान्यतः वापरले जातात:
1. फिक्स्ड ट्यूब शीट एक्सचेंजर (L, M, आणि N प्रकार मागील शीर्षलेख)
या डिझाइनमध्ये, ट्यूब शीट शेलवर वेल्डेड केली जाते, परिणामी एक साधे आणि आर्थिक बांधकाम होते. ट्यूब बोअर यांत्रिक किंवा रासायनिक पद्धतीने स्वच्छ केले जाऊ शकतात, परंतु रासायनिक साफसफाई वगळता ट्यूबच्या बाहेरील पृष्ठभाग सामान्यतः दुर्गम असतात. शेल आणि ट्यूब मटेरियलमधील तापमानातील मोठा फरक सामावून घेण्यासाठी विस्तार घंटा आवश्यक असू शकते, परंतु ते कमकुवतपणा आणि अपयशाचे स्रोत असू शकतात.
2. यू-ट्यूब एक्सचेंजर्स
U-Tube एक्सचेंजरमध्ये, समोरच्या शीर्षलेखाचे प्रकार भिन्न असू शकतात आणि मागील शीर्षलेख सामान्यत: M-प्रकार असतो. यू-ट्यूब अमर्यादित थर्मल विस्तारासाठी परवानगी देतात आणि ट्यूब बंडल साफ करण्यासाठी काढले जाऊ शकतात. तथापि, यांत्रिक पद्धतीने नळ्यांची अंतर्गत साफसफाई करणे अवघड आहे, हा प्रकार केवळ ट्यूबच्या बाजूचे द्रवपदार्थ स्वच्छ असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवतो.
3. फ्लोटिंग हेड एक्सचेंजर (पी, एस, टी, आणि डब्ल्यू प्रकार मागील शीर्षलेख)
या प्रकारच्या एक्सचेंजरमध्ये, मागील शीर्षस्थानी असलेल्या ट्यूबशीटला शेलमध्ये वेल्डेड केले जात नाही परंतु हलवण्याची किंवा तरंगण्याची परवानगी दिली जाते. समोरच्या शीर्षलेखाच्या शेवटी असलेली ट्यूबशीट शेलपेक्षा मोठ्या व्यासाची असते आणि ती निश्चित ट्यूबशीट डिझाइनप्रमाणेच सील केलेली असते.
थर्मल विस्तार सामावून घेतला जाऊ शकतो, आणि ट्यूब बंडल साफ करण्यासाठी काढले जाऊ शकते. एस-टाइप रीअर हेड मागील हेडरसाठी सर्वात लोकप्रिय पर्याय आहे. फ्लोटिंग हेड एक्सचेंजर्स उच्च तापमान आणि दाबांसाठी योग्य आहेत परंतु निश्चित ट्यूबशीट एक्सचेंजर्सच्या तुलनेत ते अधिक महाग असतात.
एक व्यावसायिक पाईप पुरवठादार म्हणून, Hnssd.com सानुकूलित हीट एक्सचेंजर्स प्रदान करू शकते. तुम्हाला आमच्या उत्पादनांबद्दल अधिक माहिती हवी असल्यास, आम्ही कृपया विनंती करतो की तुम्ही आमच्याशी संपर्क साधावा:sales@hnssd.com
शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजरचे घटक खालील भागांमध्ये विभागले जाऊ शकतात:
1. शेल
कवच हीट एक्सचेंजरचा सर्वात बाहेरचा भाग आहे जो ट्यूब बंडल धारण करतो. हे सामान्यतः स्टील किंवा इतर योग्य पदार्थांपासून बनवलेले एक दंडगोलाकार कंटेनर आहे
2. ट्यूब किंवा ट्यूब बंडल
शेलच्या लांबीच्या बाजूने चालू असलेल्या समांतर नळ्यांचा संग्रह ट्यूब बंडल बनवतो. विशिष्ट वापरावर अवलंबून, नळ्या स्टेनलेस स्टील, तांबे किंवा टायटॅनियम सारख्या वेगवेगळ्या सामग्रीच्या बनलेल्या असू शकतात. नळ्यांचा व्यास आणि जाडी हे देखील महत्त्वाचे डिझाइन पॅरामीटर्स आहेत.
3. ट्यूब शीट्स
ट्यूब शीट्स ही बळकट पत्रके आहेत जी ट्यूब बंडल आणि शेल दरम्यान अडथळा म्हणून काम करतात. ते सामान्यतः स्टील वापरून तयार केले जातात आणि एक मजबूत आणि गळती-मुक्त बंद सुनिश्चित करण्यासाठी शेलमध्ये जोडले जातात. ट्यूब शीटमधील छिद्रांद्वारे नळ्या घातल्या जातात आणि एकतर विस्तारित किंवा वेल्डेड केल्या जातात.
4. गोंधळ
बॅफल्स हे प्लेट्स किंवा रॉड असतात जे ट्यूब बंडलभोवती द्रवपदार्थाच्या हालचालीचे नियमन करण्यासाठी शेलच्या आत ठेवतात. हे एकतर अनुदैर्ध्य किंवा अभिमुखतेमध्ये ट्रान्सव्हर्स असू शकतात आणि उष्णता हस्तांतरणाची प्रभावीता वाढवण्याच्या उद्देशाने आहेत.
5. इनलेट आणि आउटलेट नोजल
इनलेट आणि आउटलेट नोजल हीट एक्सचेंजरमधील द्रवपदार्थांसाठी प्रवेश आणि निर्गमन बिंदू म्हणून काम करतात. हे कनेक्शन सहसा शेलच्या विरुद्ध टोकांवर ठेवलेले असतात आणि फ्लँज किंवा इतर प्रकारच्या फिटिंग्ज वापरून ट्यूब आणि शेलशी जोडलेले असतात.
6. विस्तार सांधे
विस्तार सांधे लवचिक कनेक्टर आहेत जे ट्यूब बंडलचे थर्मल विस्तार आणि आकुंचन सामावून घेतात. सहसा हीट एक्सचेंजरच्या इनलेट आणि आउटलेटवर स्थित, हे सांधे मेटल बेलो किंवा इतर लवचिक सामग्री वापरून तयार केले जातात.
7. सपोर्ट स्ट्रक्चर्स
सपोर्ट स्ट्रक्चर्स हीट एक्सचेंजर्स ठेवतात, स्थिर पाया सुनिश्चित करतात. सपोर्ट स्ट्रक्चर्स एकतर तात्पुरत्या किंवा कायमस्वरूपी असू शकतात आणि ते स्टील किंवा इतर सामग्रीचे बनलेले असू शकतात.
शेल आणि ट्यूब भौमितिक शब्दावली
| 1 | स्थिर (समोरचे) प्रमुख - चॅनेल | 20 | स्लिप-ऑन बॅकिंग फ्लँज |
| 2 | स्थिर (समोरचे) हेड - बोनेट | 21 | फ्लोटिंग ट्यूबशीट स्कर्ट |
| 3 | स्थिर (समोर) हेड फ्लँज | 22 | फ्लोटिंग ट्यूबशीट स्कर्ट |
| 4 | चॅनल कव्हर | 23 | पॅकिंग बॉक्स फ्लँज |
| 5 | स्थिर हेड नोजल | 24 | पॅकिंग |
| 6 | स्थिर ट्यूबशीट | 25 | पॅकिंग फॉलोअर रिंग |
| 7 | नळ्या | 26 | कंदील रिंग |
| 8 | शेल | 27 | रॉड्स आणि स्पेसर्स बांधा |
| 9 | शेल कव्हर | 28 | ट्रान्सव्हर्स बॅफल्स किंवा सपोर्ट प्लेट्स |
| 10 | शेल फ्लँज - स्थिर हेड एंड | 29 | इंपिंगमेंट बाफल किंवा प्लेट |
| 11 | शेल फ्लँज—मागील डोके टोक | 30 | रेखांशाचा बाफल |
| 12 | शेल नोजल | 31 | पार्टिशन पास करा |
| 13 | शेल कव्हर फ्लँज | 32 | व्हेंट कनेक्शन |
| 14 | विस्तार संयुक्त | 33 | ड्रेन कनेक्शन |
| 15 | फ्लोटिंग ट्यूबशीट | 34 | इन्स्ट्रुमेंट कनेक्शन |
| 16 | फ्लोटिंग हेड कव्हर | 35 | सपोर्ट सॅडल |
| 17 | फ्लोटिंग हेड फ्लँज | 36 | लिफ्टिंग लग |
| 18 | फ्लोटिंग हेड बॅकिंग डिव्हाइस | 37 | सपोर्ट ब्रॅकेट |
| 19 | स्प्लिट शिअर रिंग |
ट्यूब व्यास लेआउट आणि खेळपट्टी
ट्यूब्सचा व्यास 12.7 मिमी (0.5 इंच) ते 50.8 मिमी (2 इंच) असू शकतो, परंतु 19.05 मिमी (0.75 इंच) आणि 25.4 मिमी (1 इंच) हे सर्वात सामान्य आकार आहेत. ट्यूब शीटमध्ये नळ्या त्रिकोणी किंवा चौकोनी नमुन्यांमध्ये घातल्या जातात.
यांत्रिक साफसफाईसाठी ट्यूबच्या पृष्ठभागावर जाणे आवश्यक आहे तेथे चौरस लेआउट आवश्यक आहेत. त्रिकोणी व्यवस्थेमुळे दिलेल्या जागेत अधिक नळ्या येऊ शकतात. ट्यूब पिच हे ट्यूबमधील मध्यभागी सर्वात कमी अंतर आहे. ट्यूब स्पेसिंग ट्यूब पिच/ट्यूब व्यासाच्या गुणोत्तराने दिले जाते, जे साधारणपणे 1.25 किंवा 1.33 असते. साफसफाईच्या उद्देशाने चौरस लेआउट वापरला जात असल्याने, ट्यूब्समध्ये किमान 6.35 मिमी (0.25 इंच) अंतर ठेवण्याची परवानगी आहे.
गोंधळाचे प्रकार
वाढत्या अशांततेमुळे उच्च उष्णता-हस्तांतरण दर देण्यासाठी आणि कंपनामुळे नुकसान होण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी ट्यूबला आधार देण्यासाठी शेलच्या बाजूला बॅफल्स स्थापित केले जातात. नळ्यांना आधार देणारे आणि संपूर्ण नळ्यांच्या प्रवाहाला प्रोत्साहन देणारे अनेक प्रकारचे बाफले आहेत.
सिंगल सेगमेंटल (हे सर्वात सामान्य आहे),
दुहेरी सेगमेंटल (हे कमी शेलसाइड वेग आणि दाब कमी करण्यासाठी वापरले जाते),
डिस्क आणि डोनट.
बाफल्समधील मध्यभागी अंतराला बाफल-पिच म्हणतात आणि हे क्रॉसफ्लो वेग बदलण्यासाठी समायोजित केले जाऊ शकते. व्यवहारात बाफल पिच सामान्यत: शेलच्या आतील व्यासाच्या समान अंतरापेक्षा किंवा व्यासाच्या एक-पंचमांश किंवा 50.8 मिमी (2 इंच) यापैकी जे जास्त असेल त्यापेक्षा जास्त नसते. नलिका ओलांडून द्रव मागे आणि पुढे वाहू देण्यासाठी बाफलचा काही भाग कापला जातो. या भागाची उंची बाफल-कट म्हणून ओळखली जाते आणि शेल व्यासाच्या टक्केवारीनुसार मोजली जाते, उदा. 25 टक्के बाफल-कट. बॅफल-कट (किंवा बॅफल विंडो) चा आकार बाफल पिचसह विचारात घेणे आवश्यक आहे. खिडकीतून आणि क्रॉसफ्लोमध्ये अनुक्रमे वेग जवळपास समान करण्यासाठी बॅफल-कट आणि बॅफल पिचचा आकार करणे सामान्य आहे.
शेल आणि ट्यूब हीट एक्सचेंजरची यांत्रिक रचना शेलची जाडी, बाहेरील बाजूची जाडी इत्यादी गोष्टींची माहिती प्रदान करते. ASME (अमेरिकन सोसायटी ऑफ मेकॅनिकल इंजिनियर्स) कडून बॉयलर आणि प्रेशर वेसल कोड सारख्या प्रेशर वेसल डिझाइन कोड वापरून त्यांची गणना केली जाते. आणि ब्रिटिश मास्टर प्रेशर वेसल स्टँडर्ड, BS 5500. हीट एक्सचेंजर्ससाठी ASME हा सर्वात जास्त वापरला जाणारा कोड आहे आणि तो 11 विभागांमध्ये आहे. कोडचा विभाग VIII (बंदिस्त दाब वाहिनी) हीट एक्सचेंजर्सना सर्वात जास्त लागू आहे परंतु विभाग II—सामग्री आणि विभाग V—नॉन डिस्ट्रक्टिव्ह टेस्टिंग देखील संबंधित आहेत.
ASME आणि BS5500 दोन्ही जगभर मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात आणि स्वीकारले जातात परंतु काही देश आग्रह करतात की त्यांचे स्वतःचे राष्ट्रीय कोड वापरले जातात. हे प्रयत्न करण्यासाठी आणि सोपे करण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय मानक संघटना आता एक नवीन आंतरराष्ट्रीय मान्यता प्राप्त कोड विकसित करण्याचा प्रयत्न करत आहे परंतु हे स्वीकारण्यास काही काळ जाण्याची शक्यता आहे.